Росія йде вперед на всіх атомних парах
Фото: www.globallookpress.com
Російські атомники знову обійшли американських конкурентів. І надовго, якщо не назавжди: їм вперше в історії вдалося збагатити ізотоп нікелю до рівня понад 69%
Слова «вперше в історії» звучать в сьогоднішній Росії нечасто. Але останнім часом все частіше. І ще одним підтвердженням нарощуваних в країні передових науково-технічних можливостей стало повідомлення про те, що вперше в історії у нас вироблено збагачення радіоактивного до рівня понад 69%.
Фото: www.globallookpress.com
Що значить це досягнення?
Справа в тому, що нікель-63 є основним елементом - можна сказати, «паливом» - так званої ядерної батарейки. Яка сама може служити джерелом енергії для ядерних двигунів, в тому числі в космосі, для різних автономних підводних систем, для медицини - наприклад, в якості живильного елемента «вічних» кардіостимуляторів.
Важливо, відзначають фахівці, що мова зовсім не обов'язково повинна йти про ядерних енергетичних установках. В принципі, ніщо не заважає застосовувати ядерну батарейку в якості звичайного акумулятора в автомобілі. Або в якості джерела живлення для електро- і радіоприладів. Адже це батарейка і є. Просто її можливості набагато - дуже навіть набагато - вище і сильніше за все того, чого ми можемо домогтися від електрохімічного джерела живлення.
Так, за рахунок так званого бета-вольтаіческого ефекту тут досягається дуже високий ККД. Завдяки тривалому періоду напіврозпаду ізотопу такий акумулятор може працювати 50 років. Нарешті, в силу компактності - а ядерна батарейка в 30 разів компактніше, ніж звичайна літій-іонна - такі енергетичні пристрої можуть встановлюватися на пристрої, що мають обмеження по масі і розміру.
Зрозуміло, що першими тут згадуються космічні апарати, супутники, міжпланетні і космічні станції. Однак ті ж обмеження часто пов'язують руки конструкторам військової техніки. І ось тут якраз можна не згадати про новітні, презентовані 1 березня цього року президентом Путіним види озброєнь. Наприклад, про лазер «Пересвет», якому необхідні мобільні енергетичні пристрої великої потужності.
Фото: www.globallookpress.com
Або про підводний човен-торпеду «Посейдон», яка повинна пересуватися на великих глибинах і великій швидкості, а також вміти затаюватися на довгий час у супостата під боком. Нарешті, про крилату ракету необмеженого радіусу дії «Буревісник», яка літає з використанням ядерної силової установки.
Загалом, гранично корисна це штука - ядерна батарейка.
Передовий рубіж науки і техніки
Принцип дії пристрою - якщо не вдаватися в деталі - нескладний. Він заснований на тому ж ефекті, що і інші ядерні енергетичні пристрої - на процесі розпаду радіоактивних речовин.
Ось тільки в даному випадку в якості такої речовини обраний неіснуючий в природі ізотоп нікелю з масовим числом 63. Всього у нікелю в природі існують п'ять природних ізотопів, а з трьох штучних найбільш зручний нікель-63: його період напіврозпаду становить 100 років. Тобто реакція відбувається досить швидко (не як у нікелю-59 з і періодом напіврозпаду в 100 тисяч років), щоб мати енергетичний ефект, придатний для використання, але і не так шалено, як у нікелю-56, який «згоряє» наполовину за 6 діб.
Крім того, важлива перевага даного ізотопу в його безпеці: нікель-63 не дає при розпаді шкідливого жорсткого гамма-випромінювання, винуватця променевої хвороби та інших негативних проявів радіоактивності. Процес розпаду нікелю-63 породжує м'яке бета-випромінювання, яке до того ж всередині батареї і поглинається.
Фото: Alexander A. Nedviga / Shutterstock.com
Проблема, однак, у тому, що необхідний енергетичний ефект дає ізотоп, збагачений до 80%. Ось і зайнялися на ПО ЕХЗ процесом збагачення.
Як повідомляє Департамент комунікацій АТ «ТВЕЛ», первинна напрацювання нікелю-63 була проведена шляхом опромінення стабільного ізотопу нікель-62 в дослідницькому реакторі ІВВ-2М Інституту реакторних матеріалів. Потім в Радиевом інституті ім. В.Г. Хлопіна була виконана радіохімічна очищення опроміненого матеріалу і синтезований робочий газ, який далі був збагачений в каскаді газових центрифуг на електрохімічних заводі.
Планованого рівня в 80% фахівці ЕХЗ намір досягти вже в 2019 році. Далі, мабуть, ці роботи вийдуть на промисловий масштаб: вихідний ізотоп нікель-62 для отримання потім нікелю-63 вже знаходиться на опроміненні в реакторі РВПК-1000 на Ленінградській АЕС.
При цьому фахівці відзначають найголовніше: по газоцентріфужним технологіям, які і використовуються при напрацюванні потрібного речовини для ядерних батарейок, Росія має глобальне лідерство на нашій планеті. І це стосується не тільки процесів збагачення урану для атомної енергетики, але і виробництва стабільних ізотопів для різних господарських, наукових, медичних та інших потреб.
Фото: www.globallookpress.com
Сьогодні паливна компанія «Росатома» ТВЕЛ займає найбільшу питому частку світового ринку стабільних ізотопів - більше 40%. При тому, що кожен шостий енергетичний реактор в світі працює на паливі, зробленому ТВЕЛ, - а всього на ньому працюють 72 реактора в 14 країнах світу, - розвиток подібних компетенцій робить компанію, та й весь «Росатом», одним з передових науково-технічних центрів планети. Настільки передовим, що, на думку аналітиків в даному секторі діяльності, дотягнутися до нього довго не зможе жоден західний конкурент. А якщо вчені та технологи «Росатома» не стоятимуть на місці - чого вони робити і не збираються, - то і ніколи. Так, наводяться слова старшого віце-президента АТ «ТВЕЛ» з науково-технічної діяльності, технології і якості Костянтина Вергазова, що вже сьогодні Електрохімічний завод «має можливості по напрацюванню високозбагаченого радіоізотопів криптону-85 і вуглецю-14».
А завтра?
Автор:
Покровський Олександр